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安科瑞 王沖

摘要：基于目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對(duì)電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本還相對(duì)較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進(jìn)電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本，本文通過在西郊金茂府地塊1#、2#變電所的應(yīng)用進(jìn)而介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)商辦領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：西郊金茂府；電力監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-2000Z；

1 引言

配電自動(dòng)化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供好的服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時(shí)也對(duì)電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對(duì)上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。本文通過對(duì)西郊金茂府地庫項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商辦商業(yè)中的應(yīng)用。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

GB50052-2009      《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50053-2013      《20KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50054-2011      《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50059-2011      《35-110 KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB50060-2008      《3～110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T50062-2008    《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T50063-2017    《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

IEC61587-2016     《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T5103-2012     《35-110 KV無人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》

DL/T5136-2012     《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》

GB50229-2019      《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》

GB6162-1985       《靜態(tài)繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗(yàn)》

DL/T587-2016      《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》

GB14285-2006      《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GB/T15145-2017    《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB7261-2016       《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法》

DL/T720-2013      《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置柜(屏)通用技術(shù)條件》

3 項(xiàng)目概況

西郊金茂府地庫項(xiàng)目位于上海市嘉定區(qū)嘉定新城E27-1地塊，東臨永盛路，西臨合作路，南接麥積路，北接封周路。車庫部分，建筑面積：70584m²停車1619輛，屬I類車庫。

本項(xiàng)目有1#、2#兩個(gè)用戶站變電所，1#、2#用戶站為10KV/0.4KV變電所。1#用戶站變電所包含10KV高壓部分、TMA1、TMB1 兩個(gè)變壓器，變壓器容量1250KVA；2#用戶站變電所包含TMB2變壓器，變壓器容量1000KVA。該項(xiàng)目總共有高壓兩路10KV電源進(jìn)線，3路出線回路；低壓三個(gè)進(jìn)線柜，十一個(gè)饋線柜，配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式。 

4 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。    本項(xiàng)目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)高、配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動(dòng)更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高車站工作人員的工作效率。

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    依據(jù)西郊金茂府地庫項(xiàng)目1#、2#配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對(duì)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

通訊層使用的設(shè)備為ANet-2E4SM通訊管理機(jī)。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素?，F(xiàn)場配置建培廠家多功能電能表，實(shí)現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測；并對(duì)每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能

 配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

 曲線查詢

電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過采集電壓參量來繪制電壓曲線的時(shí)間跨度可設(shè)（單位為：天），初始進(jìn)入該界面時(shí)曲線圖形應(yīng)為實(shí)時(shí)曲線。當(dāng)設(shè)定好曲線的起始時(shí)間，點(diǎn)擊界面中的刷新曲線按鈕時(shí)，此時(shí)曲線應(yīng)自動(dòng)切換為歷史曲線，顯示的為自曲線的起始時(shí)間至設(shè)置時(shí)間后的趨勢曲線。通過對(duì)曲線的分析可了解該配電電壓是否穩(wěn)定，是否達(dá)到電壓上下浮動(dòng)要求。

 歷史事件查詢

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

 實(shí)時(shí)報(bào)警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

 通訊狀態(tài)圖

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

6 前景展望

綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提升效率、減少損失、降低運(yùn)營成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實(shí)現(xiàn)。因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計(jì)中運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用具有遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程觀測以及遠(yuǎn)程控制等功能的設(shè)備，而一些電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設(shè)備。在商辦區(qū)域等場所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動(dòng)更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)